JPH0794072B2 - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は抵抗溶接装置に関し、一層詳細には、スポット
溶接ロボット等に取り付けられる抵抗溶接ガンに電流を
給電して抵抗溶接する装置であって、特に、ガン本体が
首振り運動をする型式の抵抗溶接装置において、ガン本
体に取り付けた受電端子と電源側の給電端子との接続
を、従来のようにケーブルを用いずに、アクチュエータ
により駆動される連結手段を用いて着脱自在に行なえる
ように構成し、これによって、前記抵抗溶接ガンの揺動
動作を円滑に遂行し、しかも、電流容量を大きくするこ
とを可能とすると共に、前記受電端子とを給電端子との
接続の際に生じる衝撃を緩衝するようにした抵抗溶接装
置に関する。

［従来の技術］ 例えば、自動車のボデイを組み立てる場合、ワークとし
ての薄板材をスポット溶接によって接合している。近年
では、こうしたスポット溶接工程は専らスポット溶接ロ
ボットにより遂行されている。

このようなスポット溶接ロボットの手首部には抵抗溶接
ガンが装備されており、この抵抗溶接ガンは開閉自在な
一対のガンアームの先端に装着される電極でワークを挟
圧しながら前記電極の間に電流を通電させてワークを接
合する。この種の抵抗溶接ガンには種々の形式のものが
あるが、その中、ガンアームの開閉動作と共に当該ガン
本体自体が恰も首を振るように揺動するタイプの抵抗溶
接ガンがある。これは溶接のワンショット毎にガン本体
を揺動させて次の打点位置にワークが移動する際の干渉
を避けるためにこうした動作を付与したものである。

本出願人はこのような形式の抵抗溶接ガンを実開昭57−
49079号において開示しており、これを第１図および第
２図に示す。

同図において、参照符号２は抵抗溶接ガンを示す。先
ず、ロボットアーム等から延在する機台４に固定される
支持アーム６にはブラケット８が支軸10を介して揺動自
在に支承される。このブラケット８には固定ガンアーム
12が固着され、この固定ガンアーム12の先端には電極14
が装着される。また、前記ブラケット８には導電部材15
が固着され、この導電部材15の一端側は前記固定ガンア
ーム12と接続され、その他端側に設けられる接続部15a
はブラケット８から外方に突出し、この接続部15aと前
記支持アーム６との間には圧縮ばね17が係合する。当該
圧縮ばね17の作用は後述する。

これに対して、前記固定ガンアーム12に対応して屈曲す
る形状の可動ガンアーム16が設けられ、この可動ガンア
ーム16は実質的に回動自在である。前記可動ガンアーム
16の先端には電極18が装着される一方、その尾端部には
連結レバー20が取着され、この連結レバー20は当該可動
ガンアーム16を開閉駆動するシリンダ22と連結される。
すなわち、前記シリンダ22はブラケット８に固定されて
おり、シリンダ22のピストン24から延在するピストンロ
ッド26の先端部は前記連結レバー20とピン28を介して連
結される。また、前記連結レバー20にはピン28に所定長
離間してピン30が取着され、これらピン28、30は共にブ
ラケット８に形成された湾曲するカム溝32に係合する。

従って、第１図において、シリンダ22を付勢してそのピ
ストン24を矢印Ｄ方向に変位させると、可動ガンアーム
16においてはその連結レバー20に設けたピン28、30がカ
ム溝32に沿って変位して電極18は矢印Ｂ方向に回動す
る。一方、前記圧縮ばね17の弾発力は矢印Ａ方向に作用
し、これによってブラケット８全体が支軸10を中心に矢
印Ａ方向に回動し、固定ガンアーム12がワークＷに対し
て接近するように変位する。最終的に、第２図に示すよ
うに、ワークＷは固定ガンアーム12と可動ガンアーム16
に挟持される。

ここで、前記ピストンロッド26の中央部位には段部が形
成されており、実質的に、この段部には、第１図並びに
第２図に示す通り、湾曲面を有するカム面34が形成され
ている。そこで、第２図において、シリンダ22のピスト
ン24が矢印Ｃ方向に変位すると、前記とは逆に可動ガン
アーム16が開方向に変位してワークＷから離間する。そ
して、ピストンロッド26中段のカム面34が支持アーム６
の先端部6aに当接する。この時、シリンダ22において、
ピストン24には残りのストロークがあるため、さらにピ
ストン24は矢印Ｃ方向へ変位することが許容される。結
局、前記カム面34に沿って支持アーム６の先端部6aに対
する当接位置がずれてくるため、全体として当該ブラケ
ット８を圧縮ばね17の弾発力に抗して矢印方向に回動さ
せる。この結果、ブラケット８に対して固定された固定
ガンアーム12はワークＷから離間すると共に、抵抗溶接
ガン２全体が同方向に回動する。

前記のように、ガン本体が揺動動作を行うために、ワー
クＷからガン本体が退避可能となり、スポット溶接の打
点位置の変更のために、ワークＷを、例えば、図面と直
交する方向に移動する場合に干渉する不都合から回避さ
れる。

この場合、抵抗溶接ガン２に電流を供給するために、電
源から連なる給電ケーブルとしてのオンス36a、36bがブ
ラケット８に装着された導電部材15の接続部15aに取り
付けられる。この場合、オンス36aの端子は固定ガンア
ーム12に導電部材15を介して接続され、これに対し、オ
ンス36bの端子は可動ガンアーム16に導電体38とオンス4
0を介して接続されている。

そこで、溶接作業時において、前述したような抵抗溶接
ガン２の揺動動作の際には、抵抗溶接ガン２に対して一
体的に取り付けられている前記オンス36a、36bは撓曲す
ることになる（第１図参照）。

ところで、近年、自動車のボデイに用いられる薄板材に
は防錆処理を施した、例えば、亜鉛処理鋼板等が使われ
ることが多く、防錆処理面から溶接電流を流すために溶
接電流がより大きなものとなっている。このため、最近
では給電ケーブルにあってはその電流容量を増加させる
ためにその断面積を大きく設定している。従って、給電
ケーブルの可撓性が損なわれ、すなわち、容易に撓曲し
なくなり、抵抗溶接ガン２がワークＷとの干渉を防止す
るために行う揺動動作が阻害されるという不都合が生じ
ている。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、抵抗溶接ガン本体の揺動に伴って変位するガン
側の受電端子と電源側の給電端子とを、給電時のみガイ
ド機構の案内作用下に衝撃なく電気的に接続するように
構成し、これによって、溶接電流の増大を図る要請に応
えると共に、抵抗溶接ガンの揺動動作を円滑に遂行可能
な、さらに、ワークと抵抗溶接ガンの干渉も回避可能な
抵抗溶接装置提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、一方の電極を
先端部に有しブラケットに固着された固定ガンアーム
と、他方の電極を先端部に有し前記固定ガンアームに対
して傾動可能な可動ガンアームとを備え、前記可動ガン
アームを前記固定ガンアームに相対的に傾動させて前記
一方の電極と他方の電極によりワークを挟持して溶接電
流を供給することにより抵抗溶接を行う抵抗溶接装置に
おいて、 前記ブラケットに一体的に設けられた受電端子と、 前記可動ガンアームが傾動して前記他方の電極と前記固
定ガンアームの一方の電極とがワークを挟持したとき、
アクチュエータの作用下にガイド機構に沿って移動し前
記受電端子に係合する給電端子と、 前記給電端子に溶接電流を供給する給電部と、 前記給電端子と受電端子とが係合する際に発生する衝撃
を前記ガイド機構に沿って受けることにより緩衝する緩
衝機構と、 を有することを特徴とする。

また、本発明は、受電端子は楔形状であり、給電端子は
チューリップ型のコネクタ機構を有し、前記コネクタ機
構は給電時に弾性部材の作用下に導電セグメントを受電
端子に常時圧接することを特徴とする。

［作用］ 溶接開始の際に、先ず、溶接ガンが傾動動作され、その
動作の完了時に受電端子は給電端子が臨む位置に到達す
る。そこで、アクチュエータが付勢されると、給電端子
がガイド機構に沿って変位し、遂には、前記受電端子と
給電端子とが接続されるに至る。この時、生ずる衝撃は
緩衝機構によって吸収され、従って、円滑な接続作用が
行われる。次いで、給電部から所定の溶接電流が給電さ
れて、ワークに対する抵抗溶接が遂行される。溶接終了
後には、前記アクチュエータが反対方向へと付勢され、
受電端子と給電端子とが離間し、溶接ガンが原位置に復
帰するように傾動動作される。

［実施例］ 次に、本発明に係る抵抗溶接装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第３図において、参照符号50は本実施例に係る抵抗溶接
装置を示す。この抵抗溶接装置50は給電装置部52、溶接
機構部54、およびガイド機構55を含む。

前記給電装置部52は前記溶接機構部54に設けた受電側の
端子と給電側の端子との着脱操作をする連結手段58と、
電源から延在するケーブルの所定位置に設けられた２次
側端子60と前記連結手段58とを連結する給電部62とを有
する。ガイド機構55は支持コラム56を含む。前記支持コ
ラム56には緩衝ばね64を介して鉛直方向に変位自在に支
持された取付部材66が係合する。該取付部材66は、第３
図から容易に諒解される通り、前記支持コラム56に外嵌
する筒状部69と、該筒状部69の上端から水平方向へと延
在する取付部材66とを有する。前記緩衝ばね64の一端は
前記筒状部69の下端部に係合する。従って、緩衝ばね64
は、常時、取付部材66を図において上方へと押し上げて
いる。この場合、支持コラム56に固着されるピン部材65
が取付部材66に穿設された長穴67に遊嵌しているため、
長穴67の長手方向の長さだけ取付部材66は下方向に変位
可能に構成される。前記取付部材66には当該連結手段58
の駆動源としてのシリンダ68が固定され、このシリンダ
68のピストンロッド70は前記取付部材66に画成された孔
部71を貫通してケース72の下端部と連結されている。前
記ケース72の上端部には後述する給電端子74が設けられ
ている。なお、前記ケース72の側面には支持コラム56の
先端部に摺動自在に嵌合するガイド部材73が固定され、
シリンダ68の駆動作用下に変位するケース72を該支持コ
ラム56に沿って案内する。

そこで、前記給電端子74は、所謂、チューリップ型のコ
ネクタ機構であって、第４図から容易に諒解されるよう
に、銅等の良導体を用いて先端部が屈曲した鍵状の導電
セグメント76a乃至76fを二列に対向させてケース72に形
成した孔に挿入し、且つその下端部を後述する固定導電
部材に係着させたものである。この場合、これら導電セ
グメント76a乃至76fの先端部には係合爪78a乃至78fが形
成されると共に、その背面には湾曲する板ばね80a乃至8
0fが取着される。これら板ばね80a乃至80fは前記ケース
72に画成した孔の側壁に当接していることから当該導電
セグメント76a乃至76cからなる列と76d乃至76fからなる
列の間隔が狭まるように夫々の導電セグメント76a乃至7
6fを内側方向に常時付勢することになる。

次に、第３図において、前記連結手段58に電気を供給す
る給電部62は前記２次側端子60と接続される第１の固定
導電板82a、82bと、この第１固定導電板82a、82bの夫々
に対して接続部84を介して連結される一対の可撓性とオ
ンス86a、86bと、接続部88によって当該オンス86a、86b
と前記給電端子74を接続する所定の形状に屈曲した第２
の固定導電板90a、90bとからなる。この場合、前記給電
端子74がシリンダ68の駆動作用下にケース72と一体的に
上下方向に変位した際の第１固定導電板82a、82bと第２
固定導電板90a、90bの相対的な位置ずれを許容するため
に、これらの間には可撓性に富むオンス86a、86bを接続
している。

次に、溶接機構部54について説明する。

すなわち、第３図において紙面に直交する方向に延在す
るビーム92にはアーム94が取り付けられ、このアーム94
に対して支持部材96を介して固定されるハウジング98内
に抵抗溶接ガン100が配設される。この場合、抵抗溶接
ガン100は第１図および第２図に示した抵抗溶接ガン２
と全く同様の構成を有するものであり、その構成要素に
は同一の参照符号を付して詳細な説明は省略する。

なお、抵抗溶接ガン２にはホルダ102を介して保持され
る受電端子104が採用されている。第４図に示すよう
に、この受電端子104は前述の連結手段58に設けた給電
端子74に着脱自在に連結されるものである。すなわち、
この受電端子104は絶縁板106を挟んで楔形状の電極108
a、108bが一体的に構成されたものであり、電極108aの
側面には導電セグメント76a乃至76cの係合爪78a乃至78c
が係合するテーパ状の段部110aが形成され、同様に電極
108bの側面に導電セグメント76d乃至76fの係合爪78d乃
至78fが係合するための段部110bが形成される。また、
電極108aはホルダ102を介して固定ガンアーム12側と電
気的に接続され、電極108bは同様に可動ガンアーム16側
と接続されている。

本発明に係る抵抗溶接装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
説明する。

先ず、第５図に示すように、抵抗溶接ガン100の受電端
子104に対し連結手段58の給電端子74が連結されていな
い状態から説明する。この時、第３図とは異なり、連結
手段58の駆動源としてのシリンダ68のピストンロッド70
は同図に示す位置まで伸長してはいない。

そこで、抵抗溶接ガン100のシリンダ22を付勢してピス
トン24を矢印Ｄ方向に変位させることによって、支持ア
ーム６の先端部6aに当接していたピストンロッド26のカ
ム面34が離間する。このため、圧縮ばね17の弾発力によ
ってブラケット８全体が支軸10を支点として矢印Ａ方向
に回動する。従って、ブラケット８と一体的な固定ガン
アーム12はワークＷに対して接近していく。一方、ピン
28、30がブラケット８のカム溝32に係合していることか
らピストン24の変位に伴ってピストンロッド26と連結さ
れる可動ガンアーム16はワークＷ側に閉じる方向に変位
する。そして、最終的に、ワークＷは固定ガンアーム12
と可動ガンアーム16の先端に夫々装着される電極14、18
により挟圧される。この間、受電端子104と連結手段58
側の給電端子74とが接続状態にないため、抵抗溶接ガン
２の回動動作は極めて円滑に達成される。

ワークＷが固定ガンアーム12と可動ガンアーム16によっ
てクランプされた状態においては、第６図に示すよう
に、前記受電端子104は丁度給電端子74の直上に位置す
る。そこで、連結手段58に設けられているシリンダ68の
ピストンロッド70を上方向に変位させると、このピスト
ンロッド70に連結されたケース72と一体的な当該給電端
子74が受電端子104に近接変位し、当該受電端子74を構
成する導電セグメント76a乃至76cと導電セグメント76d
乃至76f間に受電端子74の先端が臨入する。そして、受
電端子74の夫々の電極108a、108bに形成した段部110a、
110bに導電セグメント76a乃至76f夫々の係止爪78a乃至7
8fが係合して接続状態が得られる。

このような接続操作中において、給電端子74が受電端子
104に嵌合する際に発生する衝撃は反力となってシリン
ダ68が保持される取付部材66側へと伝達され、該取付部
材66を下降させようとする。しかしながら、既に述べた
ように、前記取付部材66は緩衝ばね64によって弾発的に
保持されているために、この衝撃による反力は該緩衝ば
ね64を圧縮せしめ、結局、この衝撃は緩衝ばね64に吸収
されることになる。また、シリンダ68の駆動作用下にケ
ース72が変位する場合も電源側と給電端子74を連続する
給電部62において可撓性のオンス86a、86bが用いられて
いるため、ケース72の変位動作は円滑に達成される。

次いで、溶接電流を通電すると、電流は固定アーム12、
可動ガンアーム16の夫々の電極14、18で挟まれたワーク
Ｗを流れ、ワークＷはジュール熱によって溶着されるこ
とになる。

次に、ワークＷが溶着された後、前記連結手段58のシリ
ンダ68を付勢して前述の動作と逆にピストンロッド70を
下方に変位させる。この結果、給電端子74が下方に強制
的に変位させられ、給電端子74は受電端子104から離間
し、当該給電端子74と受電端子104との接続状態が解除
されることになる。

そして、抵抗溶接ガン100のシリンダ22においてピスト
ン24を矢印Ｃ方向に変位させると、可動ガンアーム16が
開く方向に変位する。そして、ピストンロッド26に形成
したカム面34が支持アーム６の先端部6aと当接し始める
と、圧縮ばね17の弾発力に抗してシリンダ22はブラケッ
ト８全体を矢印Ｂ方向に回動させる力を及ぼすことか
ら、固定ガンアーム12はワークＷから離間する方向に変
位し、これによりワークＷと抵抗溶接ガンとの干渉が回
避される（第５図参照）。

この場合、連結手段58の駆動によって給電端子74と受電
端子104との接合状態が解除されているため、抵抗溶接
ガン２の揺動動作が妨げられることはない。従って、ワ
ークＷを図示しない搬送手段によって水平方向に変位さ
せて打点位置を変える際に固定ガンアーム12と可動ガン
アーム16との間においてワークＷが干渉し合うことがな
く、次の打点位置におけるスポット溶接作業を支障なく
行うことが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、ガン本体が傾動して一
組の電極によりワークを挟持して抵抗溶接する際、受電
端子に対して給電端子が案内されて変位し、受電端子と
給電端子とが結合した時に生ずる反力は緩衝機構によっ
て吸収される。すなわち、緩衝機構の作用下に両者を衝
撃なく電気的に接続する。従って、受電端子と給電端子
の接続が円滑に行われ、且つ溶接ガンまたは受電端子自
体の動作が、従来技術のように、給電用のオンス等によ
って拘束されることはない。しかも、従来、可撓性を確
保する必要上、給電ケーブルの電流容量に限界があり、
特に防錆処理が施された亜鉛処理鋼板等の溶接作業を行
うとき、溶接電流が制約されていたが、本発明によれ
ば、前記亜鉛鋼板等の接合に際してもその電流容量を所
望の値に増加させて十分な溶接強度を備えた製品を得る
ことが可能となるという効果も奏する。しかも、ガン本
体によってワークが完全に挟持されている位置で、はじ
めて受電端子が給電端子に臨み、両端子がアクチュエー
タの付勢作用下に係合して給電開始となる。従って、従
来技術において、予め給電されている状態で溶接ガンが
ワークを挟持すると、一挙に大電流が流れるためにスパ
ーク等が生ずるおそれがあったが、本発明ではかかる不
都合から回避される利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る抵抗溶接装置に組み
込まれる抵抗溶接ガンの構成説明図、 第３図は本発明に係る抵抗溶接装置の側面図、 第４図は本発明に係る抵抗溶接装置に組み込まれる給電
端子と受電端子の構成を詳細に説明する斜視図、 第５図および第６図は抵抗溶接ガンとの関係において本
発明に係る給電装置の動作説明図である。 ２……抵抗溶接ガン、12……固定ガンアーム 16……可動ガンアーム、32……カム溝 50……抵抗溶接装置、52……給電装置部 54……溶接機構部、56……支持コラム 58……連結手段、62……給電部 68……シリンダ、74……給電端子 76a〜76f……導電セグメント 86a、86b……オンス、92……ビーム 94……アーム、100……抵抗溶接ガン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野呂 久 埼玉県狭山市新狭山１―10―１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 桂 直輝 埼玉県狭山市新狭山１―10―１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−7077（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−49079（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭56−48463（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の電極を先端部に有しブラケットに固
   着された固定ガンアームと、他方の電極を先端部に有し
   前記固定ガンアームに対して傾動可能な可動ガンアーム
   とを備え、前記可動ガンアームを前記固定ガンアームに
   相対的に傾動させて前記一方の電極と他方の電極により
   ワークを挟持して溶接電流を供給することにより抵抗溶
   接を行う抵抗溶接装置において、 前記ブラケットに一体的に設けられた受電端子と、 前記可動ガンアームが傾動して前記他方の電極と前記固
   定ガンアームの一方の電極とがワークを挟持したとき、
   アクチュエータの作用下にガイド機構に沿って移動し前
   記受電端子に係合する給電端子と、 前記給電端子に溶接電流を供給する給電部と、 前記給電端子と受電端子とが係合する際に発生する衝撃
   を前記ガイド機構に沿って受けることにより緩衝する緩
   衝機構と、 を有することを特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、受電端子は
   楔形状であり、給電端子はチューリップ型のコネクタ機
   構を有し、前記コネクタ機構は給電時に弾性部材の作用
   下に導電セグメントを受電端子に常時圧接することを特
   徴とする抵抗溶接装置。